[发明专利]采用激光对射仪的高可靠多功能计轴器系统和方法

权利要求书

1.一种使用计轴器系统的高可靠多功能计轴方法，其特征在于该计轴器系统包括在地铁轨道线路上按需配置的N+1台高可靠多功能计轴器，将线路划分成N≥2段的轨道区段，轨道区段i≥1的入口、出口分别配置高可靠多功能计轴器i、高可靠多功能计轴器i+1；所述的高可靠多功能计轴器由现有计轴器和扩展激光对射仪(100)组成，现有计轴器包括室外装置和以ACE主机为核心的室内装置，室外装置的磁头1和磁头2相距100mm安装在地铁轨道的同一侧，扩展激光对射仪(100)位于磁头1和磁头2的中点，激光发射端和激光接收端垂直地铁轨道线路相向安装，安装高度距离轨面100mm，激光发射端与磁头位于地铁轨道的同侧，磁头型号为SK30H；磁头1的端口Rx1、Tx1分别与电子盒E-Es30H的端口SK1/E1、SK1/S1相连，磁头2的端口Rx2、Tx2分别与电子盒E-Es30H的端口SK2/E2、SK2/S2相连；电子盒E-Es30H端口14输出磁头采集的车轴信号，车轴信号一路输出至室内装置，室内装置处理、显示、存储和上传车轴数据，另一路输出至扩展激光对射仪(100)；所述的扩展激光对射仪(100)以DA208Y-1型激光对射探测器为核心，包括激光发射端(110)、激光接收端(120)、CC2500型2.4G的无线通信模块(130)、采用MSP430F149芯片的主控模块(140)；主控模块(140)的MSP430F149脚32、33分别与无线通信模块(130)端口2、1相连，主控模块(140)的MSP430F149脚12、16分别与激光发射端(110)端口1、激光接收端(120)端口2相连，主控模块(140)的MSP430F149脚35与电子盒E-Es30H的端口14相连；无线通信模块(130)接收地铁调度中心下发的列车自动监控系统ATS信息，结合电磁计轴器计轴和激光对射仪辅助计轴，上传扩展激光对射仪(100)的计轴数据，以及侵线检查、外来物体干扰和故障诊断信息至地铁调度中心；

所述的高可靠多功能计轴方法的流程包括高可靠计轴方法的流程和多功能计轴方法的流程，多功能计轴方法的流程由多功能计轴方法的侵线检查和排除外来物体干扰流程、多功能计轴方法的故障诊断流程组成；高可靠多功能计轴器的计轴数据结构采用关系数据库的标准结构，即二维表；列车的车轴与计轴数据结构的元组一一对应，一根车轴映射为计轴数据结构的一个元组或一条记录；毎个元组由6个字段组成，包括计轴器磁头1采集的车轴信号的时间、磁头1采集的车轴信号值、激光对射仪采集的车轴信号的时间、激光对射仪采集的车轴信号值、计轴器磁头2采集的车轴信号的时间、磁头2采集的车轴信号值；高可靠多功能计轴器的计轴数据值遵循“三取二”准则进行单轴的车轴信号值自校，列车计轴数据的汇总值与列车自动监控系统ATS相关列车的轴数比对、进行列车总轴数的核查，同时启动多功能计轴器的计轴数据值故障诊断流程；计轴数据元组的序列号隐含列车车轴的序列数，立足列车自动监控系统ATS生成初始化高可靠多功能计轴器的计轴数据表，计轴数据表字段的初始值＝0，磁头/激光采集车轴信号值＝1/0，分别表示车轴的有/无；

高可靠计轴方法的流程如下：

①高可靠多功能计轴器i的计轴流程初始化：

通过CC2500通信模块读列车自动监控系统ATS信息；生成1车1张的计轴数据表和每车总轴数N_axle；数据表字段缺省值＝0和数据表记录指针pointer＝1；磁头1记录指针head1_pointer＝1；激光仪记录指针laser_pointer＝1；磁头2记录指针head2_pointer＝1；

②单轴的计轴器i计轴和激光对射仪辅助计轴，读E-Es30H输出信号和响应激光接收端中断：

②-1计轴器磁头1计轴：

若磁头1计轴信号有效，则记录磁头1时间和车轴值＝1，使head1_pointer＝head1_pointer+1，再转②-2；

若磁头1计轴信号无效，则转②-2；

②-2计轴器磁头2计轴：

若磁头2计轴信号有效，则记录磁头2时间和车轴值＝1，使head2_pointer＝head2_pointer+1，再转②-3；

若磁头2计轴信号无效，则转②-3；

②-3激光对射仪辅助计轴：

若响应激光中断，且延5ms后激光保持阻断，则记录激光时间和车轴值＝1，使laser_pointer＝laser_pointer+1，再转③

③车轴总值与列车自动监控系统ATS相关列车的轴数比对计轴：

③-1车轴总值计轴：

计算pointer＝MAX(head1_pointer，laser_pointer，head2_pointer)；

若pointer＜N_axle，则转②

③-2计轴数据表“三取二”：

存储计轴数据表，启动计轴数据值故障诊断流程；计轴数据表的车轴值字段“三取二”，生成“三取二”表；

③-3列车总轴核查：

若磁头1车轴总值＝N_axle，则转④；

若磁头1车轴总值≠N_axle，则报警转⑤；

④轨道区段的“空闲/占用”判定：

若计轴器i-1的磁头2的车轴总值＝磁头1车轴总值，则判定i-1区段空闲；存储磁头2车轴总值，与计轴器i+1的磁头1判定i区段状态，转⑤

⑤将计轴数据表、“三取二”表、侵线和故障诊断信息上传调度中心，再转①；

多功能计轴方法的侵线检查和排除外来物体干扰流程：

若磁头1或2计轴有效，激光计轴无效且列车自动监控系统ATS显示此时无车，则判定金属物体干扰；

若激光计轴有效，磁头1和2计轴无效且列车自动监控系统ATS显示此时无车；则判定侵线或非金属物体干扰；

若激光和磁头计轴有效且列车自动监控系统ATS显示此时无车；则判定侵线或金属物体干扰；

多功能计轴方法的故障诊断流程如下：

首先读计轴数据表；

计算磁头1车轴值“三取二”校正次数head1_error，若head1_error＞error_limit，则磁头1故障报修；

计算磁头2车轴值“三取二”校正次数head2_error，若head2_error＞error_limit，则磁头2故障报修；

计算激光仪车轴值“三取二”校正次数laser_error，若laser_error＞error_limit，则激光仪故障报修。